DE2356924B2 - METHOD AND DEVICE FOR MELTING STEELS IN THE ELECTRIC FURNACE - Google Patents
METHOD AND DEVICE FOR MELTING STEELS IN THE ELECTRIC FURNACEInfo
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Description
Beschickung mit reduzierenden Rammen zu füllen, um eine übermäßige Oxydation zu verhindern. Im Fall des Uchtbogenofens kann man diese Substanz auch in den der LJchtbogenwärme ausgesetzten Ofenraum einblasen.To fill the feed with reducing rams prevent excessive oxidation. In the case of the In the arc furnace, this substance can also be blown into the furnace chamber exposed to the arc heat.
Andererseits ist aus der DT-OS 2033975 ein Verfahren zum Blasen von reinem Sauerstoff im Konverter durch eingetauchte verzehrbare Düsen bekannt Dieses Verfahren, bei dem der durch den Boden oder die Wand des Konverters eingeführte Sauerstoffstrahl an seinem Umfang von einem zum Schutz der feuerfesten Materialien gegen ihren Heißverxchleiß dienenden Stoff umgeben kt, der z. B. Heizöl oder ein anderes öl sein kann, ermöglicht das Blasen von reinem Sauerstoff unterhalb der Schmelzoberfläche im Konverter und vermindert gleichzeitig den Verbrauch an feuerfesten Stoffen im Vergleich mit den Verfahren, die ein Blasen von Luft angereicherter Luft oder anderen oxydierenden Gasgemischen durch den Boden des Konverters vorsehen.On the other hand, from DT-OS 2033975 a method for blowing pure oxygen in Converter by immersed consumable nozzles known This process, in which the through the Bottom or the wall of the converter introduced a jet of oxygen at its periphery from one to the Protection of the refractory materials against their hot-wearing material surrounded kt, the z. B. This can be fuel oil or another oil Bubbles of pure oxygen below the melt surface in the converter and diminishes at the same time the consumption of refractories compared with the processes that use a blowing of air enriched Provide air or other oxidizing gas mixture through the bottom of the converter.
Daneben wurde aus der DT-OS 22 04 789 ein Verfahren zum Frischen von Roheisen im Konverter mittels Einbläsern technisch reinen Sauerstoffs durch mindestens eine im Konverterfutter eingebettete Düse aus zwei konzentrischen Rohren unterhalb der Bad- 2s oberfläche bekannt bei dem durch das Außenrohr der Düse ein Schutzgas, insbesondere Erdgas, eingeblasen wird und während der ersten Phase des Frischens ein vorzugsweise nicht oxydierendes, mit Kalk beladenes Gas, insbesondere Stickstoff oder Argon oder ebenfalls Erdgas eingeblasen wird.In addition, DT-OS 22 04 789 became a process for refining pig iron in the converter by injecting technically pure oxygen through at least one nozzle embedded in the converter lining known from two concentric tubes below the bath surface in the case of the one through the outer tube of the A protective gas, in particular natural gas, is injected into the nozzle and during the first phase of freshening preferably non-oxidizing gas laden with lime, in particular nitrogen or argon or likewise Natural gas is injected.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, das eingangs genannte Verfahren 5» auszugestalten, daß man eine Beschleunigung der metallurgischen Reaktionen und auch eine kürzere Einschmelzzeit der Charge im Elektroofen bei verringertem Stromverbrauch erreicht und einen hierfür angepaßten Elektroofen anzugeben.The invention is based on the object of designing the method mentioned at the outset that one accelerates the metallurgical reactions and also a shorter meltdown time of the batch achieved in the electric furnace with reduced power consumption and an electric furnace adapted for this purpose to specify.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst daß das Einblasen der Gase durch verzehrbare, in die feuerfeste Auskleidung des Ofens eingebettete, unter dem Schmelzbadniveau mündende Doppelspeisungsdüsen erfolgt wobei man zunächst !beim Einschmelzen von Schrott und Kohlenstofftragern in einer Menge, die den Kohlenstoffgehalt des Bades auf 0£% bringt Luft durch beide Düsenkanäle einbläst bis etwa 40% des Schrotts geschmolzen sind, man dann reinen Sauerstoff durch den zentralen Kanal und Heizöl durch den äußeren Kanal jeder Düse zum Schutz des feuerfesten Ofenmaterials gegen Heizverschleiß einbläst bis der gewünschte niedrige Kohlenstoffgehalt des Schmelzbades erreicht ist zu weichem Zeitpunkt dieses abgeschlackt und mit ester neuen, desoxydkrenden Schlacke versehen wird, bis zu deren Schmelzen man einer, geringen Sauerstoffdurchsatz beibehalt und man schließlich während der entsdiiwefetnden und desoxydierenden Phasen durch beide Düsenkanäie Stickstoff oder Argon «nblist und das Schmelzbad vor dem Gießen nochmals entschlacktThis object is achieved according to the invention in that the blowing of the gases through consumable, into the Refractory lining of the furnace, embedded double feed nozzles opening below the level of the molten bath, whereby one starts with the melting down of Scrap metal and carbon carriers in an amount that would make the Carbon content of the bath to 0 £% brings air through Both nozzle channels are blown in until about 40% of the scrap has melted, and pure oxygen is then passed through the central channel and fuel oil through the outer channel of each nozzle to protect the refractory Furnace material is blown in against heat wear until the desired low carbon content of the weld pool is reached, at which point it is slagged off and filled with new, deoxidizing slag is provided, until the melting of which one is Maintains a low oxygen throughput and finally nitrogen through both nozzle channels during the desulfurizing and deoxidizing phases or argon blist and the melt pool before the Pouring detoxified again
Die Anwendung des oben genannten bei Konvertern bekannten Sauerstoffbiasverfahrens unter ganz spezieller Anpassung auf Elektroöfen ermöglicht so ein neuartiges Verfahren zum Erschmelzen von Stahl das auf der K.ombinatk>n eines Einschmelzens von festen Stoffen in einem Elektroofen mit dem Einblasen eines 6j oxydierenden Gases oder Gasgemisches, wobei auch reiner Sauerstoff gemeint ist derart beruht daß der durch den Boden oder die Wand des Ofens eingeführteThe application of the above-mentioned oxygen bias process known for converters, with a very special adaptation to electric furnaces, makes this possible novel process for melting steel that on the K.ombinatk> n a melting down of solid Substances in an electric furnace with the blowing of a 6j oxidizing gas or gas mixture, which also means pure oxygen, is based in such a way that the introduced through the floor or wall of the furnace Strahl des oxydierenden Gases an seinem Umfang von die feuerfesten Stoffe schützendem und im Schmelzbad um den Sauerstoffstrahl einmündenden Heizöl umgeben istJet of oxidizing gas at its perimeter from The refractory materials are surrounded by heating oil that protects the refractory material and flows into the weld pool around the oxygen jet is
Bei diesem Verfahren beschleunigt üic massierte Zuführung von Sauerstoff durch das Schmelzbad in wesentlichem Ausmaß die metallurgischen Reaktionen im Lauf der Frischphase und ermöglicht auch ein schnelleres Einschmelzen der Charge.In this process, üic accelerates the massed supply of oxygen through the molten bath in substantial extent the metallurgical reactions in the course of the fresh phase and also enables a faster melting of the batch.
Das Einblasen von Sauerstoffstrahlen, die von Strahlen aus durch thermische Zersetzung Kohlenstoff abgebendem Heizöl umgeben sind, erhöht andererseiu die Verschleißbeständigkeit des ganzen Oienbodenmaterials, so daß man hierfür trotz des Blawns von reinem Sauerstoff billigere feuerfeste Stoffe verwenden kann.The injection of oxygen rays, that of rays from carbon through thermal decomposition On the other hand, it increases the wear resistance of the entire flooring material, so that one can use it for this despite the blawn of pure Oxygen can use cheaper refractories.
Nach einer besonderen Ausführungsart der Erfindung kann man während der reduzierenden Phasen im neutralen oder reduzierenden Gas Kalkpulver oder pulverformige Reduktionsmittel, wie z. B. Kohlenstoff, Silizium usw, in bekannter Weise in Suspension einbringen.According to a particular embodiment of the invention, during the reducing phases in neutral or reducing gas lime powder or pulverulent reducing agents, such as. B. carbon, Bring silicon, etc. into suspension in a known manner.
Allgemein bläst man in den Phasen des Erschmelzungsverfahrens, wo das Einblasen von reinem Sauerstoff nicht wünschenswert oder unerläßlich ist, ein neutrales Gas oder Luft ein, um die Verstopfung der Düsen durch aus dem Schmelzbad oder der festen Phase stammenden Abscheidungen zu verhindern.Generally, one blows in during the phases of the smelting process where the blowing of pure oxygen is undesirable or indispensable neutral gas or air to avoid clogging of the nozzles from the molten bath or the solid phase prevent originating deposits.
In Weiterbildung der Erfindung ist es möglich, die elektrische Heizung während einiger Phasen des Blasens des reinen Sauerstoffs oder oxydierenden Gases, vorzugsweise während des Einschmelzens der letzten etwa 20% des Schrotts, zu unterbrechen und somit Energie einzusparen.In a further development of the invention, it is possible that electric heating during some phases of pure oxygen blowing or oxidizing Gas, preferably during the melting of the last about 20% of the scrap, and interrupt thus saving energy.
Das erfindungsgemäße Verfahren ist besonders zur Erzeugung von Legierungsstählen aus Schrott und Ferrolegierungen geeignet deren Kohlenstoffgehalt weit höher als der sein kann, der sonst allgemein im Elektroofen ohne Blasen von Sauerstoff zulässig ist. Insberondere läßt sich das erfindungsgemäße Verfahren zum Erschmelzen von nicht oxydierenden Stählen aus einem mit Chrom chargierten Schmelzbett anwenden, das z. B. Zuschläge von Chromstählen und Ferrolegierungen erhältThe inventive method is particularly for the production of alloy steels from scrap and Ferro alloys are suitable whose carbon content can be far higher than that which is otherwise generally used in Electric furnace without blowing oxygen is allowed. In particular, the method according to the invention use for melting non-oxidizing steels from a molten bed charged with chromium, the Z. B. surcharges for chrome steels and ferro alloys
Hierbei kann es zweckmäßig sein, den Sauerstoff im Laufe des Frischvorganges durch Wasserdampf oder jedes andere Verdünnungsgas, z. B. ein neutrales Gas, oder auch durch in den Sauerstoffstrom injiziertes zerstäubtes Wasser mehr oder weniger zu verdünnen.It can be useful to use the oxygen in the The course of the freshening process by steam or any other diluting gas, e.g. B. a neutral gas, or to be more or less diluted by atomized water injected into the oxygen stream.
Diese Arbeitsweise ermogiichl eine Verminderung der Chromveriluste für einen gegebenen Kohlenstoffendwert und eine gegebene Endtemperatur.This mode of operation enables the loss of chromium to be reduced for a given final carbon value and a given final temperature.
Gegenstand der Erfindung ist außerdem ein Elektroofen zur Durchführung des erfmdungsgetmaBen Verfahrens, mit dem Kennzeichen, daß er eine oder mehrere verzehrbare Düsen mit doppelter oder mehrfacher getrennter Speisung aufweist die den Boden oder die Wand des Ofens durchsetzen, in dk feuerfeste Auskleidung des Ofens eingebettet sind und unter dem Schmelzbadnivesu münden, wobei di« Mündungen zweckmäßig uißerhtft der Vertikalen von solchen öffnungen, wtt z. B. Arbeitstüren, Enlschlsckungstür, Gießloch uvw. liegen.The invention also relates to an electric furnace for carrying out the method according to the invention, which is characterized in that it has one or more consumable nozzles with double or multiple separate feed that penetrate the bottom or the wall of the furnace, are embedded in the refractory lining of the furnace and Open out under the melt pool, the mouths expediently being below the vertical of such openings, e.g. B. work doors, enlsckungstür, pouring hole and much more. lie.
Dtese bei 5>uhlwerks.konven«rm bereits bekannten Düsen können z. B. aus zwei konzentrischen Rohren bestehen, wobei das zentraie Rohr mit Sauerstoff und das Umfangsrohr völlig getrennt vom Sauen.toifv.rom mit esnem die: Nase der Düse gegen die heißen Οχκκ schützenden Heizöl gespeist wird.Dtese at 5> uhlwerks.konven «rm already known Nozzles can e.g. B. consist of two concentric tubes, the zentraie tube with oxygen and the circumferential pipe completely separated from the sow.toifv.rom with esnem the: nose of the nozzle against the hot Οχκκ Protective heating oil is fed.
Um die Erfindung näher zu erläutern, sollen ein Ausführungsbeispiel eines Elektroofens gemäß der Erfindung und ein Schmelz- und Frischvorgang gemäß der Erfindung in diesem Lichtbogenofen beschrieben werden.In order to explain the invention in more detail, an embodiment of an electric furnace according to FIG Invention and a melting and refining process according to the invention described in this arc furnace will.
Es geht hierbei um das Erschmelzen eines besonders weichen Stahls aus SchrottIt is about melting a particularly soft steel from scrap
Man schmilzt in einem Lichtbogenofen für 501, der mit zwei Doppelspeisungsdüsen ausgerüstet ist, deren Innendurchmesser 20 mm beträgt, die schräg ion umen nach oben zum Inneren des Ofens mit einem Winkel von 3G° zur Vertikalen gerichtet sind und in der Nähe des Bodenumfangs münden, Schrott-Teile mit 0,30% Kohlenstoff und 400 kg Anthrazit, um den Kohlenstoffgehalt des Schmelzbades auf 0,60% zu bringen. Nach Zündung des Lichtbogens bläst man durch die beiden Kanäle jeder Düse gewöhnlich Luft mit einem ausreichenden Durchsatz zum Homogenisieren der Temperatur der zu schmelzenden Masse und zur Förderung des Schmelzens. Das Schmelzen ist hierbei gegenüber einem Arbeiten in einem Elektroofen ohne Blasprozeß erheblich beschleunigt, und nach 30 Minuten verbleiben nur noch 60% des Schrotts zu schmelzen.One melts in an electric arc furnace for 501, the is equipped with two double feed nozzles, the inner diameter of which is 20 mm, which run diagonally facing upwards towards the interior of the furnace at an angle of 3G ° to the vertical and close to the Floor circumference open up, scrap parts with 0.30% carbon and 400 kg of anthracite to reduce the carbon content of the weld pool to 0.60%. After igniting the arc, blow through the two channels each nozzle usually has air with a sufficient flow rate to homogenize the temperature of the too melting mass and promoting melting. The melting here is opposite to one Working in an electric furnace without a blowing process is considerably accelerated, and remains after 30 minutes only have to melt 60% of the scrap.
Man bläst dann anstelle von Luft reinen Sauerstoff mit einem Durchsatz von 10 nWmin durch den zentralen Kanal der beiden Düsen ein, wobei der äußere Kanal mit Heizöl bei einem Durchsatz von 1,2 1 jede Minute gespeist wird. Die Temperatur des Bades erhöht sich rasch, und nach 20 Minuten des Blasens mit Sauerstoff in Gegenwart des Lichtbogens bleiben nur noch 20% desInstead of air, pure oxygen is then blown through the central one at a rate of 10 nWmin Channel the two nozzles one, the outer channel with heating oil at a throughput of 1.2 l every minute is fed. The temperature of the bath increases rapidly, and after 20 minutes of blowing with oxygen in The presence of the arc only leaves 20% of the
Schrotts zu schmelzen übrig. Man stellt dann den Lichtbogen ab und bläst reinen Sauerstoff mit einem Durchsatz von 25 m3/min je Düse, wobei der Durchsatz des Heizöls unverändert bleibt Nach 20 Minuten dieses Sauerstoffblasens mit starkem Durchsatz ist das Schmelzen vollendet, und der Kohlenstoffgehalt ist im Band nur mehr 0,2%.Scrap left to melt. The arc is then switched off and pure oxygen is blown with a throughput of 25 m 3 / min per nozzle, the throughput of the heating oil remaining unchanged.After 20 minutes of this oxygen blowing with a high throughput, the melting is complete and the carbon content in the strip is only more 0.2%.
Man setzt dann das Blasen von Sauerstoff mitYou then add the blowing of oxygen
ίο starkem Durchsatz fort bis der Kohlenstoffgehalt nur noch 0,07% beträgt. Man nimmt dann das Entschlacken vor und bildet eine desoxydierende Schlacke. Man behält einen geringen Sauerstoffdurchsatz (10 nvVmin) bis zum Ende des Schmelzens der Schlacke, d. h.ίο high throughput continues up the carbon content only is still 0.07%. Purification is then carried out and a deoxidizing slag is formed. Man maintains a low oxygen throughput (10 nvVmin) until the slag has finished melting, d. H.
während etwa 10 Minuten bei.for about 10 minutes.
Nian nimmt dann die Schlackendesoxydation unter bekannten Zusätzen von reduzierenden Stoffen vor, während man durch beide Kanäle beider Düsen Stickstoffe mit einem Durchsatz von 10 mVmin 15Nian then takes the slag deoxidation known additives of reducing substances before, while going through both channels of both nozzles Nitrogen with a throughput of 10 mVmin 15
ac Minuten lang einbläst Nach Erreichen der gewünschten Zusammensetzung und nach dem Entschlacken gießt man einen besonders weichen Stahl, der gut emschwefelt und desoxydiert ist und einen sehr geringen Phosphorgehalt aufweist.ac blows in for minutes after reaching the desired Composition and after the purification process, a particularly soft steel is poured, which emschulphelt well and is deoxidized and has a very low phosphorus content.
Die Erfindung ist im übrigen nicht nur auf den Lichtbogenofen, sondern auch auf andere bekannte Typen von Elektroofen, z. B. Induktionsöfen, anwendbar. The invention is known not only to the electric arc furnace, but also to others Types of electric furnace, e.g. B. Induction furnaces, applicable.
Claims (6)
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C3 | Grant after two publication steps (3rd publication) | ||
| E77 | Valid patent as to the heymanns-index 1977 | ||
| 8339 | Ceased/non-payment of the annual fee |